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摘要:在工程建设中,经常需要对一些特殊的地基进行处理,随着社会的不断发展,针对特殊地基的处理方法越来越多越来越丰富。本文特别针对高压旋喷注浆法在特殊地基处理中的应用展开探讨。
关键词:特殊地基,处理方法,高压旋喷注浆法 一、高压喷射注浆法概述 高压喷射注浆法是在注浆法的基础上,应用高压喷射技术而发展起来的一项新的地基加固方法。此法于1970年始于日本,它是利用工程钻机钻孔作为导孔,将带有特殊喷嘴的喷射管插入设计处理深度后,用高压脉冲泵等高压发生装置,使浆液或水以20~40MPa的高压流从喷嘴中喷出,冲击切割土体。当能量大、速度快、呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体上剥落下来。一部分细小的土粒被喷射的浆液所置换,随着液流被带到土面上(俗称冒浆)。其余的土粒与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列。待浆液凝固后,便在土中形成一固结体,固结体的形状与喷射流移动方向有关。 高压旋喷注浆法适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎时,应根据现场试验结果确定其适用与否。 1.旋喷桩加固技术的优点: 1) 由于将水泥土与原地基软土就地搅拌混合,因而可最大限度利用原土; 2) 对周围原有建筑的影响较小; 3) 可按照不同的地基土的性质及工程设计要求,合理选择,设计比较灵活; 4) 施工设备简单,管理方便,施工时无振动,无污染,可在密集的建筑群中进行施工,而且料源广阔,价格低廉; 5) 土体加固后重度变化不大,粘性土固结体比原状土轻约10%,但砂类土固结体可能比原状土重10%左右,基本上轻于或接近原状土的容量,较小的产生附加沉降; 6) 透气透水性差,固结体内虽有一定的孔隙,但这些孔隙并不贯通,为封密型,而且固结体有一层较致密的硬壳,其渗透系数相当高,具有一定的防渗功能; 7) 固结强度高,单桩承载力较高; 8) 与钢筋混凝土桩基比,节省了大量的钢材,降低了造价; 9) 根据上部结构的需要,可灵活采取垂直喷射或倾斜喷射或水平喷射,使之形成柱状、壁状、块状等加固形式。 2.高压旋喷桩成桩机理 由于高压喷射流是高能高速集中和连续地作用于土体上,压应力和冲蚀等多种因素总是同时密集在压应力区域内发生效应,因此,喷射流具有冲击切割破坏土体并使浆液与土搅拌混合的功能。单管喷射注浆使用浆液作为喷射流;一重管喷射注浆也以浆液作为喷射流,但在其外周裹着一圈空气流形成复合喷射流;三重管喷射法注浆,以水气为复合喷射流并注浆填空;多重管喷射注浆的高压水射流把土冲空以浆液填充。以上几种注浆法所使用的浆液都随时间增长而逐渐凝固硬化。 3.旋喷注浆法的可靠性 高压喷射注浆用高达20~40MPa的压力,其冲击破坏土体的能量十分巨大,对粘性土和砂土都能冲切破坏。凡是高压水射流能冲动土粒的土,都能进行高压喷射注浆加固,只要按照正确的顺序施工,使用优质水泥等注浆材料和采用恰当喷射技术参数以及合理的设计,即可获得优良的加固地基和防渗帏幕墙。 旋喷复合地基由多个不相连的旋喷桩组成。旋喷时其主体为有一定直径和体形的旋喷桩,还有一部分连在旋喷桩外面的支体,支体是因土的裂缝造成,其数量、粗细(厚薄)和长短与土的裂隙状况及喷射技术参数有关。也就是说,旋喷复合地基不但有旋喷桩,在桩之间的土中还有若干支体固结体,它们在一定程度上改善了桩间土的物理力学性能,从而加大了复合地基的承载力,减小了地基的沉降量。 二、高压旋喷注浆法在地基处理中的应用 1.工程概述 西安市西南郊某27层立体停车库,根据工程地质资料及基础埋置深度,地基持力层为②层黄土状土,第一下卧层为③层中砂。②层黄土状土土质不均,③层中砂分布不稳定、不连续、厚度较小,厚度差较大。按照相关要求,拟建建筑物地基属不均匀地基,应进行地基加固处理。 2.方案的选择 为了改善地基均匀性,并有效提高地基承载力且由于施工期较短,加上施工场地狭小,为了实现正常的交通运输,并考虑到对周围环境的影响,采用单管高压旋喷注浆法对地基进行处理和加固。 3.旋喷桩设计 1)确定桩径 按照有关规定,旋喷桩最小直径应为05.米,结合本工程具体要求,旋喷桩直径按05.米来计算。 2)确定桩长 综合考虑本工程的承载力特点、工程地质情况、旋喷桩施工的实际情况以及有关规定等,桩长L=6.0米,桩端进入持力层⑤层古土壤1.0米,是最佳选择。 3)旋喷桩质量检验 a)对冒浆试样的采集运用标准试模,每种其数量主要为6组地层,每组3件,供室内28d标准无侧限抗压强度的试验。 b)采用标准贯入度进行试验 c)进行载荷试验:随机选择一处做成桩后龄期28d的现场单桩和复合地基进行载荷试验,如果单桩承载力超过180KN,复合地基强度大于180KPa即满足设计要求。 现此项目地下部分已施工完毕,实践证明,利用旋喷桩对地基的处理是成功的,并取得了不错的效果,取得了较好的经济效益,节省了工程造价。 参考文献 1地基处理工程实例应用手册[M].中国建筑工业出版社,1998.8 2刘秋文高压旋喷注浆法在特殊地基处理中的应用[J],水运工程,1999(5).